Penemuan
akselerasi laju ekspansi alam semesta pada tahun 1998 benar-benar mengejutkan
para astronom. Penemuan yang kontra intuitif, sangat bertentangan dengan akal
sehat, tapi bukti-buktinya begitu meyakinkan.
Bukti akselerasi laju ekspansi kosmos berasal dari supernova Tipe Ia jauh, tipe ledakan supernova yang dihasilkan oleh bintang katai putih dalam sistem biner. Material dari pasangan bintang normal dihisap oleh katai putih hingga mencapai ambang batas massa Chandrasekhar dan memicu ledakan termonuklir. Karena semua katai putih meledak jika mencapai ambang batas massa Chandrasekhar, luminositas mereka dapat dimanfaatkan oeh para astronom sebagai “lilin standar”. Jadi dengan mengamati kecerahan semu katai putih, para astronom dapat menentukan jarak mereka menggunakan hukum 1/r2.
Jika jarak supernova Tipe Ia diketahui, para astronom dapat menentukan kapan ledakan terjadi. Selain itu, cahaya yang bersumber dari supernova telah mengalami pergeseran merah karena ekspansi alam semesta. Dengan mengukur pergeseran merah dari spektrum supernova, para astronom dapat menentukan laju ekspansi alam semesta sejak ledakan. Melalui observasi terhadap supernova pada jarak yang berbeda, para astronom dapat mengumpulkan sejarah ekspansi jagad raya.
Pada tahun 1990-an, dua tim penelitian internasional yang terdiri dari berbagai negara, the Supernova Cosmology Project dari Lawrence Berkeley National Laboratory dan the High-Z Supernova Search, mencari supernova Tipe Ia jauh untuk mengukur laju ekspansi kosmos. Mereka berharap ekspansi kosmos melambat, berdasarkan ledakan supernova yang lebih terang, bukannya karena pergeseran merah mereka. Sebaliknya, para astronom justru mengamati ledakan supernova yang lebih redup. Oleh karena itu, laju ekspansi alam semesta tentunya terakselerasi!
Selain itu, pengukuran latar belakang gelombang mikro kosmik juga menunjukkan geometri jagad raya yang cenderung datar dalam skala besar. Karena tidak ada cukup materi di alam semesta, baik materi normal maupun materi gelap, geometri kosmos yang cenderung datar kemungkinan dihasilkan oleh sebuah energi yang disebut “energi gelap”. Energi gelap diduga bertanggung jawab atas akselerasi laju ekspansi alam semesta. Efek energi gelap tampaknya bervariasi, karena ekspansi kosmos yang melambat dan semakin cepat pada waktu yang berbeda.
Para astronom mengetahui bahwa materi gelap eksis melalui efek gravitasi yang mempengaruhi materi-materi normal yang kasat mata, dan para astronom juga memiliki gagasan tentang jenis partikel yang membentuk materi gelap. Namun, energi gelap tetap menjadi misteri yang kompleks. Istilah “energi gelap” mengacu pada fakta bahwa harus ada “sesuatu” yang memenuhi sebagian besar ruang hampa di alam semesta agar dapat mengakselerasi ekspansi ruang itu sendiri, yaitu “medan” seperti medan listrik atau medan magnet yang dihasilkan oleh energi elektromagnetik. “Medan” adalah anologi yang sejauh ini digunakan untuk menggambarkan energi gelap, karena kita dapat dengan mudah mengamati energi elektromagnetik melalui foton, partikel penghantar energi elektromagnetik.
Beberapa astronom mengidentifikasi energi gelap dengan Konstanta Kosmologis Einstein. Einstein memasukkan konstanta kosmologi ke dalam relativitas umum yang ia cetuskan, saat menduga teorinya memprediksi ekspansi kosmos, yang justru bertentangan dengan bukti alam semesta statis yang ia dan fisikawan lain kantongi pada awal abad ke-20. Konstanta ini menyeimbangkan ekspansi dan membuat alam semesta menjadi statis. Setelah astronom Edwin Hubble membuktikan ekspansi kosmos, Einstein kemudian menolak konstanta kosmologinya sendiri, yang selanjutnya diidentifikasi dengan apa yang disebut teori kuantum sebagai energi ruang hampa.
Dalam konteks energi gelap, konstanta kosmologis adalah reservoir yang menyimpan energi. Energi tersebut meningkat seiring dengan ekspansi jagad raya. Penerapannya ke data supernova memisahkan antara efek materi dan efek energi gelap. Sayangnya, jumlah deposit energi jauh lebih banyak daripada observasi dan akan menghasilkan laju ekspansi yang sangat cepat, sehingga tidak memungkinkan proses pembentukan bintang dan galaksi. Para fisikawan telah menggagas jenis materi baru untuk mengurai energi gelap, yaitu “intisari” yang mengisi alam semesta seperti fluida dengan massa gravitasi negatif. Namun, ambang batas terbaru yang diberlakukan pada parameter kosmologis oleh serangkaian data Teleskop Antariksa Hubble NASA, justru mengesampingkan setidaknya model sederhana intisari.
Kemungkinan lain yang sedang dieksplorasi untuk menjelaskan energi gelap adalah kepincangan topologi, variasi waktu bentuk energi gelap, atau energi gelap yang skalanya tidak seragam dengan ekspansi alam semesta.
Ditulis oleh: Staf imagine.gsfc.nasa.gov
Sumber: What is dark energy and why is the Universe expanding ever faster?
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa
Bukti akselerasi laju ekspansi kosmos berasal dari supernova Tipe Ia jauh, tipe ledakan supernova yang dihasilkan oleh bintang katai putih dalam sistem biner. Material dari pasangan bintang normal dihisap oleh katai putih hingga mencapai ambang batas massa Chandrasekhar dan memicu ledakan termonuklir. Karena semua katai putih meledak jika mencapai ambang batas massa Chandrasekhar, luminositas mereka dapat dimanfaatkan oeh para astronom sebagai “lilin standar”. Jadi dengan mengamati kecerahan semu katai putih, para astronom dapat menentukan jarak mereka menggunakan hukum 1/r2.
Jika jarak supernova Tipe Ia diketahui, para astronom dapat menentukan kapan ledakan terjadi. Selain itu, cahaya yang bersumber dari supernova telah mengalami pergeseran merah karena ekspansi alam semesta. Dengan mengukur pergeseran merah dari spektrum supernova, para astronom dapat menentukan laju ekspansi alam semesta sejak ledakan. Melalui observasi terhadap supernova pada jarak yang berbeda, para astronom dapat mengumpulkan sejarah ekspansi jagad raya.
Pada tahun 1990-an, dua tim penelitian internasional yang terdiri dari berbagai negara, the Supernova Cosmology Project dari Lawrence Berkeley National Laboratory dan the High-Z Supernova Search, mencari supernova Tipe Ia jauh untuk mengukur laju ekspansi kosmos. Mereka berharap ekspansi kosmos melambat, berdasarkan ledakan supernova yang lebih terang, bukannya karena pergeseran merah mereka. Sebaliknya, para astronom justru mengamati ledakan supernova yang lebih redup. Oleh karena itu, laju ekspansi alam semesta tentunya terakselerasi!
Selain itu, pengukuran latar belakang gelombang mikro kosmik juga menunjukkan geometri jagad raya yang cenderung datar dalam skala besar. Karena tidak ada cukup materi di alam semesta, baik materi normal maupun materi gelap, geometri kosmos yang cenderung datar kemungkinan dihasilkan oleh sebuah energi yang disebut “energi gelap”. Energi gelap diduga bertanggung jawab atas akselerasi laju ekspansi alam semesta. Efek energi gelap tampaknya bervariasi, karena ekspansi kosmos yang melambat dan semakin cepat pada waktu yang berbeda.
Para astronom mengetahui bahwa materi gelap eksis melalui efek gravitasi yang mempengaruhi materi-materi normal yang kasat mata, dan para astronom juga memiliki gagasan tentang jenis partikel yang membentuk materi gelap. Namun, energi gelap tetap menjadi misteri yang kompleks. Istilah “energi gelap” mengacu pada fakta bahwa harus ada “sesuatu” yang memenuhi sebagian besar ruang hampa di alam semesta agar dapat mengakselerasi ekspansi ruang itu sendiri, yaitu “medan” seperti medan listrik atau medan magnet yang dihasilkan oleh energi elektromagnetik. “Medan” adalah anologi yang sejauh ini digunakan untuk menggambarkan energi gelap, karena kita dapat dengan mudah mengamati energi elektromagnetik melalui foton, partikel penghantar energi elektromagnetik.
Beberapa astronom mengidentifikasi energi gelap dengan Konstanta Kosmologis Einstein. Einstein memasukkan konstanta kosmologi ke dalam relativitas umum yang ia cetuskan, saat menduga teorinya memprediksi ekspansi kosmos, yang justru bertentangan dengan bukti alam semesta statis yang ia dan fisikawan lain kantongi pada awal abad ke-20. Konstanta ini menyeimbangkan ekspansi dan membuat alam semesta menjadi statis. Setelah astronom Edwin Hubble membuktikan ekspansi kosmos, Einstein kemudian menolak konstanta kosmologinya sendiri, yang selanjutnya diidentifikasi dengan apa yang disebut teori kuantum sebagai energi ruang hampa.
Dalam konteks energi gelap, konstanta kosmologis adalah reservoir yang menyimpan energi. Energi tersebut meningkat seiring dengan ekspansi jagad raya. Penerapannya ke data supernova memisahkan antara efek materi dan efek energi gelap. Sayangnya, jumlah deposit energi jauh lebih banyak daripada observasi dan akan menghasilkan laju ekspansi yang sangat cepat, sehingga tidak memungkinkan proses pembentukan bintang dan galaksi. Para fisikawan telah menggagas jenis materi baru untuk mengurai energi gelap, yaitu “intisari” yang mengisi alam semesta seperti fluida dengan massa gravitasi negatif. Namun, ambang batas terbaru yang diberlakukan pada parameter kosmologis oleh serangkaian data Teleskop Antariksa Hubble NASA, justru mengesampingkan setidaknya model sederhana intisari.
Kemungkinan lain yang sedang dieksplorasi untuk menjelaskan energi gelap adalah kepincangan topologi, variasi waktu bentuk energi gelap, atau energi gelap yang skalanya tidak seragam dengan ekspansi alam semesta.
Ditulis oleh: Staf imagine.gsfc.nasa.gov
Sumber: What is dark energy and why is the Universe expanding ever faster?
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa
Komentar
Posting Komentar